一种基于七自由度机械臂的穴位按摩系统的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种基于七自由度机械臂的穴位按摩系统。

背景技术：

随着生活水平的提高，养生保健成为了人们越来越迫切的生活需要。传统医学的按摩、刮痧、拔罐等治疗手段，由于不需要服用药物，具有安全有效、副作用小等优点。但这些疗法往往需要专业的治疗师，且治疗师的工作强度大，费用高，限值了这一类治疗手段的普及。近些年来，按摩器材的需求一直保持强劲的态势，但目前市场上的按摩器材往往为电子式，将电极贴片粘贴在人体上，通过产生电流来刺激人体。电子式的按摩器并不能有效的模拟按摩医师手部挤压的按摩手法，并且由于电流的作用，可能会对心脏等器官造成伤害。因此，迫切需要一种应用简单、且能够有效模拟按摩医师手法的穴位按摩系统。

技术实现要素：

为了克服现有技术中穴位按摩系统在按摩方式、按摩手法等方面的不足，以实现操作简单、安全有效的按摩治疗为目的，本实用新型提供了一种基于七自由度机械臂的穴位按摩系统。该装置采用七自由的机械臂配合特殊的末端按摩工具实现类似按摩医师手法的按摩治疗；具有简易示教功能，能够方便的通过拖动的方式找到穴位点；具有力传感与控制功能，能够检测穴位点按压的力大小，且能够控制所施加的按摩力；具有机械臂碰撞保护功能，确保在按摩过程中不会施加过大的力，且能够保证操作人员的安全；振动、点按、揉搓、旋转等运动模式，模拟按摩医师的不同推拿手法；具有系统监控与分析功能，能够有效评估按摩治疗的效果。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于七自由度机械臂的穴位按摩系统，包括：

按摩床，所述按摩床可设计为普通的医疗床，用于患者可平躺或坐立；

七自由度机械臂，所述七自由度机械臂安装在所述按摩床一侧，包括回转装置、第一驱动装置、第一连接杆、第二驱动装置、第二连接杆、第三驱动装置、第四驱动装置、第五驱动装置，所述第一连接杆一端与所述第一驱动装置、所述第一连接杆另一端与所述第二驱动装置、所述第二连接杆一端与连接有所述第二驱动装置、所述第二连接杆另一端与所述第三驱动装置、所述第四驱动装置与所述第三驱动装置一端、所述第五驱动装置与所述第四驱动装置的另一端均形成关节，用于实现空间6自由度运动，且具有一个冗余自由度；

末端按摩工具，所述末端按摩工具安装在所述第五驱动装置的一端；

控制中心，所述控制中心电连接在所述七自由度机械臂一侧；

末端六维力矩传感器，所述末端六维力矩传感器安装在所述末端按摩工具内部，用于感受检测振动、点按、揉搓、旋转等不同的按摩动作时的力矩信息。

进一步，还包括设置在所述回转装置下方的支撑架、设置在所述支撑架下方的基座。

进一步，所述回转驱动装置包括从动齿轮、回转电机、支撑座、回转轴承，所述回转电机通过齿轮啮合带动所述从动齿轮运转，用于机械臂在所述支撑架可旋转360度，所述回转轴承通过卡槽连接在所述支撑座内。

进一步，所述从动齿轮为内齿轮，且与所述驱动电机的外齿轮相啮合。

进一步，所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述第三驱动装置、所述第四驱动装置、所述第五驱动装置均为电机驱动，且与所述关节处的内齿轮相啮合，用于带动机械臂六自由度运转。

进一步，所述关节处均安装有关节扭矩传感器，且电连接在所述控制中心上，用于检测机械臂运行过程中的受力情况。

进一步，还包括设置在所述末端按摩工具一端的触点。

进一步，所述触点可以为单触点、双触点或者多触点。

进一步，还包括电连接在所述控制中心一侧的电脑，用于操作设备。

本实用新型具有的有益效果包括：

1、本发明结构简单，操作方便，安全系数高，能够对整个按摩治疗过程进行监测，有效提升按摩治疗的安全性和评估方法的有效性；

2、本发明采用的所述七自由度机械臂安装在按摩床旁边，具有七个关节，能够实现更加灵活的按摩动作；末端安装有六维力矩传感器和按摩工具，能够实现力检测和控制以及振动、点按、揉搓、旋转等不同的按摩动作；

3、本发明的末端按摩工具具有单触点、双触点、多触点等结构形式，能够适应不同的人体部位穴位；采用环保橡胶材质，质地软硬度、摩擦系数适中，不会对人体造成伤害；

4、本发明的控制中心对七自由度机械臂、六维力矩传感器、末端按摩工具整体控制，能够实现七自由度机械臂的按摩动作、控制按摩过程中的力矩、检测；且监测并记录按摩过程中的穴位点、按摩动作、力矩等信息，且能够进一步对按摩效果进行评估。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述的一种基于七自由度机械臂的穴位按摩系统结构图；

图2是本实用新型所述的末端按摩工具结构图；

图3是本实用新型所述的控制中心连接图；

图4是本实用新型所述的回转装置结构示意图；

图5是本实用新型所述的末端按摩工具单触点结构示意图；

图6是本实用新型所述的末端按摩工具双触点结构示意图；

图7是本实用新型所述的末端按摩工具多触点结构示意图。

附图标记说明如下：

1、基座；2、支撑架；3、控制中心；4、回转装置；401、从动齿轮；402、回转电机；403、回转轴承；404、支撑座；5、七自由度机械臂；6、第一驱动装置；7、第一连接杆；8、第二驱动装置；9、第二连接杆；10、第三驱动装置；11、第四驱动装置；12、第五驱动装置；13、末端按摩工具；1301、触点；14、按摩床；15、关节扭矩传感器； 16、关节； 17、末端六维力矩传感器；18、电脑。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例一：

参考图1—图5，本实施例提供了一种基于七自由度机械臂的穴位按摩系统，包括：

按摩床14，所述按摩床14可设计为普通的医疗床，用于患者可平躺或坐立；

七自由度机械臂5，所述七自由度机械臂5安装在所述按摩床14一侧，包括回转装置4、第一驱动装置6、第一连接杆7、第二驱动装置8、第二连接杆9、第三驱动装置10、第四驱动装置11、第五驱动装置12，所述第一连接杆7一端与所述第一驱动装置6、所述第一连接杆7另一端与所述第二驱动装置8、所述第二连接杆9一端与连接有所述第二驱动装置8、所述第二连接杆9另一端与所述第三驱动装置10、所述第四驱动装置11与所述第三驱动装置10一端、所述第五驱动装置12与所述第四驱动装置11的另一端均形成关节16，用于实现空间6自由度运动，且具有一个冗余自由度；

末端按摩工具13，所述末端按摩工具13安装在所述第五驱动装置12的一端；

控制中心3，所述控制中心3电连接在所述七自由度机械臂5一侧；

末端六维力矩传感器17，所述末端六维力矩传感器17安装在所述末端按摩工具13内部，用于感受检测振动、点按、揉搓、旋转等不同的按摩动作时的力矩信息。

进一步，还包括设置在所述回转装置4下方的支撑架2、设置在所述支撑架2下方的基座1。

进一步，所述回转驱动装置包括从动齿轮401、回转电机402、支撑座404、回转轴承403，所述回转电机402通过齿轮啮合带动所述从动齿轮401运转，用于机械臂在所述支撑架2可旋转360度，所述回转轴承403通过卡槽连接在所述支撑座404内。

进一步，所述从动齿轮401为内齿轮，且与所述驱动电机的外齿轮相啮合。

进一步，所述第一驱动装置6、所述第二驱动装置8、所述第三驱动装置10、所述第四驱动装置11、所述第五驱动装置12均为电机驱动，且与所述关节16处的内齿轮相啮合，用于带动机械臂六自由度运转。

进一步，所述关节16处均安装有关节扭矩传感器15，且电连接在所述控制中心3上，用于检测机械臂运行过程中的受力情况。

进一步，还包括设置在所述末端按摩工具13一端的触点1301。

进一步，所述触点1301为单触点1301。

进一步，还包括电连接在所述控制中心3一侧的电脑18，用于操作设备。

应用上述实施例如下：

接受治疗的人躺在按摩床14上，根据所按摩的穴位采取仰卧、俯卧或坐立的姿势；

根据治疗需要，选择所需的末端按摩工具13，并将其安装到七自由度机械臂5的末端；

通过控制中心3启动七自由度机械臂5的拖动示教功能，操作人员抓住机械臂末端拖动机械臂运行到要按摩的第一个穴位点，通过控制中心3记录下第一个位置，并通过控制中心3设置该位置点振动、点按、揉搓或旋转等不同的按摩动作；

操作人员抓住机械臂末端拖动机械臂运行到要按摩的第二个穴位点，通过控制中心3记录下第二个位置，并通过控制中心3设置该位置点振动、点按、揉搓或旋转等不同的按摩动作；按此方法示教第三、第四、第五等待其他按摩的穴位点；

通过控制中心3设置穴位点按摩的力矩大小，并每个穴位按摩的时间；

通过控制中心3启动七自由度机械臂5的运动执行功能，机械臂将按照前面示教好的穴位点逐个运动到每个穴位点，并在改点按设定的按摩动作、按摩力矩大小、按摩时间进行按摩运动；

当按摩过程中六维力矩传感器17检测到按摩的力矩超过限值时，控制中心3发送指令控制机器人停止按摩，保证按摩治疗的安全性；

当按摩过程中机械臂与外界环境发生碰撞时，机械臂关节16的转矩传感器将检测到转矩异常，控制中心3发送指令控制机器人停止按摩，保证操作人员和周围环境的安全；

当各个穴位点都按摩过之后，机械臂停止运动并抬起，按摩治疗结束，可根据控制中心3采集的力矩信息评估按摩治疗效果。

实施例二：

参考图1、图2、图3、图4、图6，本实施例提供了一种基于七自由度机械臂的穴位按摩系统，包括：

按摩床14，所述按摩床14可设计为普通的医疗床，用于患者可平躺或坐立；

七自由度机械臂5，所述七自由度机械臂5安装在所述按摩床14一侧，包括回转装置4、第一驱动装置6、第一连接杆7、第二驱动装置8、第二连接杆9、第三驱动装置10、第四驱动装置11、第五驱动装置12，所述第一连接杆7一端与所述第一驱动装置6、所述第一连接杆7另一端与所述第二驱动装置8、所述第二连接杆9一端与连接有所述第二驱动装置8、所述第二连接杆9另一端与所述第三驱动装置10、所述第四驱动装置11与所述第三驱动装置10一端、所述第五驱动装置12与所述第四驱动装置11的另一端均形成关节16，用于实现空间6自由度运动，且具有一个冗余自由度；

末端按摩工具13，所述末端按摩工具13安装在所述第五驱动装置12的一端；

控制中心3，所述控制中心3电连接在所述七自由度机械臂5一侧；

末端六维力矩传感器17，所述末端六维力矩传感器17安装在所述末端按摩工具13内部，用于感受检测振动、点按、揉搓、旋转等不同的按摩动作时的力矩信息。

进一步，还包括设置在所述回转装置4下方的支撑架2、设置在所述支撑架2下方的基座1。

进一步，所述回转驱动装置包括从动齿轮401、回转电机402、支撑座404、回转轴承403，所述回转电机402通过齿轮啮合带动所述从动齿轮401运转，用于机械臂在所述支撑架2可旋转360度，所述回转轴承403通过卡槽连接在所述支撑座404内。

进一步，所述从动齿轮401为内齿轮，且与所述驱动电机的外齿轮相啮合。

进一步，所述第一驱动装置6、所述第二驱动装置8、所述第三驱动装置10、所述第四驱动装置11、所述第五驱动装置12均为电机驱动，且与所述关节16处的内齿轮相啮合，用于带动机械臂六自由度运转。

进一步，所述关节16处均安装有关节扭矩传感器15，且电连接在所述控制中心3上，用于检测机械臂运行过程中的受力情况。

进一步，还包括设置在所述末端按摩工具13一端的触点1301。

进一步，所述触点1301为双触点。

进一步，还包括电连接在所述控制中心3一侧的电脑18，用于操作设备。

本实施例与实施例一的区别仅在于所述触点1301为双触点，其优点在于双触点形式适用于对称分布在人体两侧的穴位，且两触点1301形式的宽度可调，能够适应人体不同距离的对称穴位。

实施例三：

参考图图1、图2、图3、图4、图7本实施例提供了一种基于七自由度机械臂的穴位按摩系统，包括：

按摩床14，所述按摩床14可设计为普通的医疗床，用于患者可平躺或坐立；

七自由度机械臂5，所述七自由度机械臂5安装在所述按摩床14一侧，包括回转装置4、第一驱动装置6、第一连接杆7、第二驱动装置8、第二连接杆9、第三驱动装置10、第四驱动装置11、第五驱动装置12，所述第一连接杆7一端与所述第一驱动装置6、所述第一连接杆7另一端与所述第二驱动装置8、所述第二连接杆9一端与连接有所述第二驱动装置8、所述第二连接杆9另一端与所述第三驱动装置10、所述第四驱动装置11与所述第三驱动装置10一端、所述第五驱动装置12与所述第四驱动装置11的另一端均形成关节16，用于实现空间6自由度运动，且具有一个冗余自由度；

末端按摩工具13，所述末端按摩工具13安装在所述第五驱动装置12的一端；

控制中心3，所述控制中心3电连接在所述七自由度机械臂5一侧；

末端六维力矩传感器17，所述末端六维力矩传感器17安装在所述末端按摩工具13内部，用于感受检测振动、点按、揉搓、旋转等不同的按摩动作时的力矩信息。

进一步，还包括设置在所述回转装置4下方的支撑架2、设置在所述支撑架2下方的基座1。

进一步，所述回转驱动装置包括从动齿轮401、回转电机402、支撑座404、回转轴承403，所述回转电机402通过齿轮啮合带动所述从动齿轮401运转，用于机械臂在所述支撑架2可旋转360度，所述回转轴承403通过卡槽连接在所述支撑座404内。

进一步，所述从动齿轮401为内齿轮，且与所述驱动电机的外齿轮相啮合。

进一步，所述第一驱动装置6、所述第二驱动装置8、所述第三驱动装置10、所述第四驱动装置11、所述第五驱动装置12均为电机驱动，且与所述关节16处的内齿轮相啮合，用于带动机械臂六自由度运转。

进一步，所述关节16处均安装有关节扭矩传感器15，且电连接在所述控制中心3上，用于检测机械臂运行过程中的受力情况。

进一步，还包括设置在所述末端按摩工具13一端的触点1301。

进一步，所述触点1301为多触点。

进一步，还包括电连接在所述控制中心3一侧的电脑18，用于操作设备。

本实施例与实施例一、实施例二的区别仅在于多触点形式为对称分布的两列多触点，适用于人体后背膀胱经这样的部位按摩。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。